[發(fā)明專利]一種360°掃描激光測距系統(tǒng)及測距方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611056078.0
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108107442A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 潘奇;劉一郎;楊昆
• 申請（專利權）人: 武漢萬集信息技術有限公司
• 主分類號: G01S17/48
• 分類號: G01S17/48
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，包括：測距組件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件；

所述測距組件用于在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件的控制下整體旋轉(zhuǎn)，并依次進行360°范圍內(nèi)的激光測距，以及將360°范圍內(nèi)的激光測距結果發(fā)送至所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件；其中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件固定，所述測距組件的旋轉(zhuǎn)中心軸與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件的中心軸重合；

其中，所述測距組件，用于在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件的驅(qū)動下進行整體旋轉(zhuǎn)，在接收到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件發(fā)送的測距指令后測量被測物到激光雷達之間的距離并將測量的距離數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后采用光通信方式傳輸?shù)剿鲂D(zhuǎn)驅(qū)動控制組件，通過電力接收線圈接收所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件的電力發(fā)送線圈發(fā)送的電力為自身供電；

所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件，用于驅(qū)動所述測距組件進行360°旋轉(zhuǎn)并通過光通信的方式向所述測距組件發(fā)送測距指令，并接收所述測距組件發(fā)送的測距數(shù)據(jù)，以及通過電力發(fā)送線圈向所述測距組件的電力接收線圈發(fā)送電力。

2.根據(jù)權利要求1所述的360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，所述測距組件包括半導體激光發(fā)射準直單元、激光接收放大單元、計時控制單元、數(shù)據(jù)傳輸單元A和電力接收線圈；

所述半導體激光發(fā)射準直單元用于響應所述計時控制單元產(chǎn)生的激光發(fā)射指令向被測目標發(fā)射用于距離測量的激光脈沖，并對發(fā)射的激光脈沖進行整形以降低激光的發(fā)散角；

所述激光接收放大單元用于接收被測目標反射回的激光脈沖，并將接收到的激光能量經(jīng)過光學系統(tǒng)匯聚后轉(zhuǎn)化為電信號并放大輸入到所述計時控制單元；

所述計時控制單元用于計算激光發(fā)射時刻到激光接收時刻的時間差，通過時間差與光速計算出被測目標到激光雷達的測距數(shù)據(jù)，并將計算的測距數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸單元A；

所述數(shù)據(jù)傳輸單元A用于接收所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件發(fā)送的測距指令，將所述計時控制單元發(fā)送的測距數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光通信方式發(fā)送至所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件；

所述電力接收線圈用于通過電磁耦合的方式接收所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件的電力發(fā)送線圈發(fā)射的電力信號，為整個旋轉(zhuǎn)掃描的測距組件提供電力。

3.根據(jù)權利要求2所述的360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動控制組件包括：電機單元、控制單元、數(shù)據(jù)傳輸單元B和電力發(fā)送線圈；

所述電機單元用于帶動所述測距組件進行旋轉(zhuǎn)掃描；

所述控制單元用于控制電機轉(zhuǎn)動，向所述數(shù)據(jù)傳輸單元B發(fā)送測距取指令，從所述數(shù)據(jù)傳輸單元B讀取測距數(shù)據(jù)，在360°掃描完成后將讀取的測距數(shù)據(jù)組包發(fā)送；

所述數(shù)據(jù)傳輸單元B用于將所述控制單元發(fā)送的測距指令轉(zhuǎn)換成光通信信號發(fā)送到所述測距組件的數(shù)據(jù)傳輸單元A并接收所述測距組件的數(shù)據(jù)傳輸單元A發(fā)送的測距數(shù)據(jù)；

所述電力發(fā)送線圈用于將所述控制單元產(chǎn)生的震蕩電力信號通過電磁耦合的方式發(fā)送到電力接收線圈。

4.根據(jù)權利要求1～3任一項所述的360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，所述電力接收線圈和所述電力發(fā)射線圈為中心位置在同一中心軸上的空心線圈且兩線圈間隔為1～4mm。

5.根據(jù)權利要求3所述的360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，所述電機單元為中空軸結構外轉(zhuǎn)子電機，軸通孔大小為10～30mm，電機定子與電機轉(zhuǎn)子同心，電機轉(zhuǎn)子連接軸承內(nèi)圈，軸承外圈固定于結構件上。

6.根據(jù)權利要求3或5所述的360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括電機驅(qū)動電路、電力發(fā)射驅(qū)動電路和控制電路；所述電機驅(qū)動電路用于驅(qū)動所述電機單元旋轉(zhuǎn)調(diào)速，所述電力發(fā)射驅(qū)動電路產(chǎn)生高功率的震蕩電力信號通過所述電力發(fā)送線圈發(fā)送電力。

7.根據(jù)權利要求3所述的360°掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸單元B和數(shù)據(jù)傳輸單元A為光通信單元，用于完成測距數(shù)據(jù)傳輸與測距指令的傳輸。